Диэлектрический волновод

Основой всех элементов интегральной оптики являются диэлектрические волноводы, представляющие собой структуры, которые используются для ограничения и направления света в волноводных устройствах и схемах интегральной оптики. Хорошо известен такой диэлектрический волновод, как оптическое волокно, которое обычно имеет круглое поперечное сечение. Однако волноводы, представляющие интерес для интегральной оптики, обычно имеют планарную структуру, например планарные пленки или полоски.

Простейшим диэлектрическим волноводом является планарный плоский волновод (рис.1), у которого планарная пленка с показателем преломления n_f помещена между подложкой и покровным материалом с более низкими показателями преломления n_s и n_с (n_f > n_s > n_с). Часто покровным материалом служит воздух, в этом случае n_с = 1.

Рис. 1. Поперечное сечение плоского прямоугольного волновода, состоящего из тонкой пленки толщиной (или высотой) h с показателем преломления n_f, заключенной между подложкой и покровным материалом с показателями преломления n_s и n_с.

Для иллюстрации в таблице 1 представлены значения показателей преломления некоторых диэлектрических материалов, которые применяются в интегральной оптике. Типичные значения разности между показателями преломления пленки и подложки лежат в диапазоне от 10^-3 до 10^-1, а типичная толщина пленки составляет 1 мкм. Область распространения света ограничивается в результате полного внутреннего отражения на поверхностях раздела пленка - подложка и пленка - покровный слой.

Таблица 1:

Показатели преломления n некоторых диэлектрических волноводных материалов

Дата добавления: 2014-12-10